Главная    Кафедра прогнозов     Не давите, мужики! Не давите!.. (Обзор: как выращивать растения и не утаптывать почву?) (часть 3)

Размещено на сайте 28.02.2008.



НЕ ДАВИТЕ, МУЖИКИ!  НЕ ДАВИТЕ!..

(Обзор: как выращивать растения и не утаптывать почву?)

© Александр Скуратович



Окончание  и  послесловие  Кафедры  Прогнозов,  начало  в  1 и 2.

Дирижабль-садовник

Дирижабль SkyCat может тушить пожары

Прототипом идеи применения дирижабля в сельском хозяйстве может служить проект калифорнийской компании Wetzonе Engineering, в котором предлагается использовать дирижабли для тушения лесных пожаров, распыления удобрений и восстановления лесов.

Разработчики считают, что дирижабли смогут нести до миллиона литров воды, сбрасывая ее разными способами на горящий лес [34].

Дирижабли подходящей грузоподъемности (серия SkyCat) строит британская компания Advanced Technologies Group Ltd. [35].

Дирижабли будут выливать миллион литров воды на пожарище, а потом бомбить его саженцами деревьев. Посадка деревьев является медленным и затратным процессом, поэтому компания Wetzonе Engineering предложила воздушный метод восстановления лесных массивов.

Саженцы деревьев или рассада растений упаковывается в саморазлагающиеся пакеты конусообразной или округлой формы, содержащие необходимое количество влаги и питательных веществ (см. рис. 29). Выбранный район подвергается бомбардировке этими пакетами, что и оптимизирует восстановление лесных массивов. В настоящее время специалисты из Wetzone Engineering работают над созданием опытных образцов [34].

Рис. 29. Бомбардировка пожарища пакетами с саженцами [35]

В России тоже задумываются о применении дирижаблей для нефтегазовых предприятий и сельского хозяйства. Дирижабли тратят меньше горючего, чем самолеты и вертолеты, поскольку и так держатся в воздухе и не требуют аэродрома. Например, руководство компании «Славнефть» считает, что использовать дирижабли дешевле, чем строить дороги с твердым покрытием между буровыми вышками. Кто знает, может лет через пятьдесят дирижабли могут быть задействованы и в сельском хозяйстве хотя бы для химической обработки полей с воздуха, чем когда-то занимались многоцелевые бипланы «АН-2» [36].

Итак, 4-ю линию развития сельскохозяйственных машин можно сформулировать в следующем виде: машины развиваются в направлении уменьшения площади следов их движителей на поле (см. рис. 30).

Рис. 30. Линия уменьшения площади следов движителей на поле

СПОСОБ 3: «СВЕРНУТЬ» АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Вынести «тягач» за пределы поля

Выше было сформулировано противоречие для «тягача» (трактора): «тягач» должен быть тяжелым, чтобы хорошо сцепляться с почвой и развивать большое тяговое усилие, и должен быть легким, чтобы не уплотнять почву. Это противоречие можно преодолеть, используя изобретательский прием «Принцип вынесения».

Принцип вынесения:

отделить от объекта «мешающую» часть («мешающее» свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство) [4, с. 91].

Этот прием позволяет разделить противоречивые требования к «тягачу» в пространстве. От «тягача» можно отделить и вынести на край поля тяжелую часть, которая уплотняет почву, а на поле оставить только нужную часть – ту, что передает тянущую силу к орудию, это может быть цепь или трос. Такую систему под названием «самодвижущийся паровой плуг» предложил в конце XIX века основатель Немецкого cельскохозяйственного общества (DLG) агроинженер Макс Aйт (см. рис. 31) [37, 38].

Рис. 31. Самодвижущийся паровой плуг Макса Айта

Вынести «тягач» и колеса орудий за пределы поля

Можно еще больше снизить уплотняющее действие на почву, если вынести за пределы поля не только «тягач», но и опоры сельскохозяйственных орудий (см. раздел «Мостовое земледелие»).

Орудия движутся по полю сами

Идеальный «тягач» – это отсутствующий «тягач». «Тягач» не нужен, если орудие перемещается по полю само.

Один из возможных вариантов: «Интересный эффект может быть получен при использовании эффектов на уровне микроструктуры материала лемеха, например, можно получить техническую систему (ТС), свернутую в рабочий орган – серия лемехов из электрострикционных материалов, настроенных в противофазу, будет двигаться сама, оставляя за собой полосу вспаханной земли.

Конечно, ...эти предложения требуют экспериментальной проверки и конструкторской проработки, но затраты на исследовательские и опытно-конструкторские работы обязательно окупятся, так как они лежат на магистральном пути развития ТС – пути опережающего развития рабочего органа» [39].

Линия №5. «Свертывание агротехнического комплекса «тягач + орудие»

Приведенные примеры демонстрируют линию свертывания агротехнического комплекса «тягач+орудие»: у комплекса постепенно уменьшается количество частей, оказывающих вредное действие на почву:

Рис. 31. Линия «свертывания» агротехнического комплекса «тягач + орудие».

  • «тягач» отделили от орудия и вынесли за пределы обрабатываемого поля, осталась только связь, передающая энергию орудию;
  • опоры орудия вынесли за пределы обрабатываемого поля – агромост опирается на постоянные колеи и держит орудие на весу;
  • «тягача» и опор нет – орудие само движется по полю;
  • орудия обработки почвы и растений нет, т.к. нет необходимости в выполнении соответствующей агротехнической операции.

СПОСОБ 4: СОКРАТИТЬ КОЛИЧЕСТВО ОПЕРАЦИЙ

Если попытаться сократить количество агротехнических операций без ущерба для качества и урожайности выращиваемой культуры, то уменьшится количество проходов техники по полю, а значит, и ее уплотнение. Какие есть способы сокращения операций?

Выполнить нескольких операций за один проход машины по полю

Задача предпосевной обработки почвы – создать благоприятные условия для прорастания семян и развития корневой системы, равномерного распределения питательных веществ в зоне расположения основной массы корней и обеспечить минимальные потери влаги.

Для достижения поставленной задачи необходимо разрыхлить почву, раздробить глыбы, создать мелкокомковатую структуру, выровнять и уплотнить верхний слой почвы. Это можно сделать путем многократной обработки почвы однооперационными орудиями, культиваторами, боронами и волокушами-выравнивателями, планировщиками, дисковыми орудиями, различными катками. Но при этом возникает ряд проблем: дополнительный расход энергоресурсов (топлива, рабочей силы) и средств на приобретение сельскохозяйственных машин, потери влаги при каждой дополнительной обработке, увеличение сроков подготовки почвы для посева, чрезмерное уплотнение почвы.

Применение современных комбинированных агрегатов дает возможность совместить различные технологические операции и ускорить подготовку почвы к посеву. Это позволяет провести сев в оптимально короткие сроки, обеспечивает работу посевного агрегата на повышенных скоростях (без ущерба качеству), что в итоге в 1,5–3 раза повышает производительность агрегата, на одну треть сокращает затраты труда, расход ГСМ – на 30–39%. Обеспечиваются равномерные и дружные всходы и ускоренный стартовый рост растений, повышается урожайность.

Для изготовления одного комбинированного агрегата требуется на 20–30% меньше металла, чем для изготовления нескольких однооперационных орудий. Рентабельность производства зерна возрастает на 18,8–26%.

В странах с высокоразвитым сельским хозяйством давно отказались от многооперационных технологий предпосевной обработки почвы и большое внимание уделяют уменьшению общего количества операций по обработке почвы, замене многократных предпосевных обработок однократной многофункциональной операцией. Почти повсеместно применяют комбинированные технологические агрегаты для подготовки почвы к посеву. Осуществляется переход к минимальной обработке почвы [40].

Перейти к сберегающим технологиям обработки почвы

К сберегающим технологиям обработки почвы, по отношению к традиционной, относят безотвальную, минимальную и нулевую (no-till) (см. статью «Эволюция технологий обработки почвы» на с. 62 (см. http://www.triz-profi.com/magazin2.html). Эти технологии подробно рассмотрены в книге «No-till – шаг к идеальному земледелию» [42] и в статье «No-till в России – время пришло?» на с. 114 (см. http://www.triz-profi.com/magazin2.html).

«Применение технологии no-till является самым радикальным способом для разуплотнения почв. Этому способствуют следующие факторы и особенности технологии.

  1. Значительно снижается число проходов техники по полю. Посевная техника проходит по полю только один раз, за весь сезон машины выходят на поле не более 3–5 раз.
  2. Отсутствует вспашка.
  3. Почва менее подвержена уплотнению» [42, с. 60.].

Преимущества no-till

«При обработке почвы по технологии no-till используется меньше оборудования, чем при обычной традиционной обработке. Для работы по технологии no-till необходима следующая техника: опрыскиватель, сеялка прямого посева (стерневая сеялка) и комбайн с приспособлением для равномерного разбрасывания соломы и растительных остатков» [42, с. 72.].

А вот что говорит о преимуществах такой технологии представитель компании «Агро-Союз» Роман Назаренко: «На американских полях, которые уже 34 года не знают плуга, расход топлива на 1 га не превышает 11,4 л за весь агросезон. Если же перед посевом фермеры практикуют культивацию, горючего тратится на 3,6 л/га больше. Всего лишь…

Объяснение этой фантастической по нашим меркам экономии энергоресурсов оказывается предельно простым. ...С переходом на беспахотную систему земледелия на каждые 10 тысяч га посевных площадей требуется только один трактор, один посевной комплекс, один опрыскиватель и три комбайна. Все! При условии, конечно, что вся техника широкозахватная, высокопроизводительная и максимально мощная.

Так, в хозяйстве «Агро-Союза» трудятся 400–450-сильные трактора, 18-метровые сеялки, опрыскиватели с 27-метровой штангой и комбайны с 11-метровыми жатками. И вся эта дорогостоящая техника окупается с лихвой. Только за последние 3 года рентабельность растениеводства в «Агро-Союзе» выросла почти в 6(!) раз» [43].

Cеять раз в несколько лет

Такая необычная технология посева зерновых разрабатывалась в отделе прогнозов научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения (ОАО «ВИСХОМ») под руководством Зиновия Жука.

 

      Стреляем зернами

Каждое зерно помещали в специальную оболочку и внешним видом зерна напоминали мелкие конфеты-драже. Такими «конфетами» предполагали «стрелять» в почву раз в два-три года. Стрелять должен был навесной механизм, управляемый электроникой, который подвешивался на самоходную балку тридцатиметровой длины и не имел контакта с почвой.

Когда наступал срок, на балку подвешивали высокочастотный элемент, задача которого по команде электронной системы разрушать оболочку зерен. Тем самым давая им возможность прорастать – каждый год «своему» ряду зерен. А потом, когда придет время, на ту же балку подвешивались другие агрегаты, выполняющие весь цикл работ, вплоть до уборки.

Были спроектированы самоходная балка, высокочастотные элементы для разрушения оболочки зерна и другие навесные орудия [41].

Не зарывать семена в почву

«Масанобу Фукуока, японский фермер, владелец гектара зерновых и 5 гектаров цитрусового сада, где между деревьями, кроме того, выращиваются овощи. К 1975 году, к моменту написания своей знаменитой книги [44], почва на его ферме не вспахивалась уже 25 лет.

Основой своего метода он выбрал принцип (А.С.) «Чего можно не делать».

За многие годы натурально земледелия Фукуока отказался от большинства надуманных агротехник. Он даже рис бросал прямо на землю, используя природный закон размножения, по которому семена из метелки падают сверху почвы – никто их в землю не зарывает. Но вот тут-то его и ожидало приключение. Почти весь семенной фонд уничтожался мышами, воробьями и прочими любителями семян. Если он ставил пугало, то через год оно уже не давало эффекта, ставил трещетки – и через год привыкшие к трещеткам обитатели сада снова поедали все семена. Как решить проблему, никого не убивая и не отпугивая?

Открытие было неожиданно простым, легким и эффективным – семена в глиняных капсулах, рецепт деда Фукуоки. ...Кроме риса, Фукуока заключает в капсулы и семена других зерновых, и семена овощей – результат впечатляет...

Глиняные капсулы просто разбрасываются по поверхности почвы и не требуют никаких дополнительных работ (А.С.) или механизмов... Метод требует ничтожных временных и денежных затрат по сравнению с другими методами посева и суперэффективен на небольших приусадебных участках.

Шарик из смеси глины и биогумуса надежно защищает семена от яркого солнца, высыхания, поедания мышами и птицами, сдувания порывами ветра. Когда выпадет достаточное количество осадков и семена внутри шариков проклюнутся – у них будет сбалансированное питание за счет наличия в смеси микроэлементов и полезных бактерий из биогумуса. Особенно полезна высадка глиняными капсулами в регионах, где выпадение осадков трудно предсказуемо» [45].

Линия №6. «Увеличение степени идеальности агротехнического процесса»

Главная функция любого процесса – получить качественный продукт в требуемом количестве. По аналогии с формулой идеальной технической системы [4, с. 136] можно сказать, что «идеальный процесс – это когда процесса нет, а качественный продукт в требуемым количестве получается». Технологические процессы развиваются в направлении увеличения их идеальности.

Рассмотренные выше способы сокращения количества агротехнических операций показывают, что процессы выращивания сельскохозяйственных культур тоже развиваются в направлении увеличения степени их идеальности.

Можно выделить следующие шаги этого развития:

Рис. 32. Линия «свертывания» агротехнического процесса.

  • совмещение операций – выполнение нескольких операций за один проход машины по полю;
  • сокращение количества операций – «свертывание» процесса выращивания культур:
    • обработка почвы без вспашки (No-till);
    • один посев в несколько лет;
    • рассев семян в капсулах по полю.

Совмещение операций и сокращение их количества снижает число проходов машин по полю и, следовательно, уплотнение почвы. Если продолжить «свертывание» процесса выращивания культур, то нужно рассмотреть возможность устранения оставшихся операций. Дополнительно об этом см. статью «Стратагемы идеального земледелия» на с. ... .

Портрет идеального «тягача»

В конце 70-х годов прошлого века основоположник ТРИЗ Генрих Саулович Альтшуллер под псевдонимом Г. Альтов в газете «Пионерская правда» вел для детей рубрику по изобретательству. В статье «Изобретать? Это так просто! Это так сложно!» в разделе «Если бы трактор мог летать...» задачу усовершенствования трактора он сформулировал так [46]:

«В начале XIX века тысячи изобретателей работали над усовершенствованием парусных кораблей. И лучшее решение состояло в том, чтобы вообще отказаться от парусов и построить пароход. Быть может, нужен не усовершенствованный трактор, а какой-то принципиально новый способ передвижения сельскохозяйственных машин?..»

Прежде чем делать новый более идеальный способ передвижения, следует сделать более идеальным процесс выращивания культуры – сократить как можно больше агротехнических операций. Например, если обработку почвы вообще не проводить, а сеять зерна в капсулах по поверхности поля, то остается только три крупные операции: посев по поверхности поля, обработка растений (полив, внесение удобрений) и уборка урожая.

Затем надо сделать «идеальную» машину для перемещения орудий, выполняющих оставшиеся операции. Идеальная машина – эта машина, которой нет, которая не производит никаких нежелательных эффектов, а ее функция выполняется. Следовательно, идеальный «тягач» – это когда орудия (сеялки, опрыскиватели и жатки) перемещаются по полю сами и при этом не уплотняют почву.

Если осуществить самостоятельное движение этих орудий по полю пока сложно, то можно немного отступить от идеала и использовать универсальный носитель для этих орудий, который не уплотняет почву. Сегодня таким носителем может быть мостовой трактор или агромост, движущийся по постоянным технологическим колеям.

Выводы

Итак, существуют следующие способы уменьшения давления на почву при повышении урожайности и качества выращиваемых культур:

1.  Использование постоянной технологической колеи:

  • движение машин по полю с одинаковой шириной колеи у всех машин;
  • использование мостового трактора с шириной пролета (колеи) 4–12 и более метров;
  • использование агромоста с шириной пролета до 50-100 метров;
  • уменьшение площади следов на поле за счет перехода к движению по постоянным технологическим «точкам» – шагающие машины, струнный агромост.

2.   Переход к бесконтактному движителю – воздушная подушка, дирижабль.

3.   Переход к самодвижущимся с/х орудиям.

4.   Уменьшение количества проходов техники по полю за счет уменьшения количества агротехнических операций:

  • использовать машины, выполняющие несколько операций за один проход;
  • сократить количество агротехнических операций:
    - перейти от традиционной технологии обработки почвы к нулевой (no-till);
    - перейти к посеву семян в оболочках раз в 2–3 года;
    - перейти к посеву семян в оболочках по поверхности поля.

Литература [к началу]

  1. “Driving a revolution in the paddock”, ECOS, Jan–Mar, 2004.
  2. Новиков Ю. Беседы о сельском хозяйстве..
  3. Барышева Г. А. Нехорошев Ю. С. Российское сельское хозяйство: 150 лет перманентных реформ и их последствия, раздел 3.6. Техника., материалы к публичным лекциям, ноябрь–декабрь 2003 г. Эксперт, 2003, № 35. С. 34. http://znanie.tomsk.ru/selo.doc/.
  4. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. 2–е изд., доп. Петрозаводск: Скандинавия, 2004.
  5. Саламатов Ю. П. Система законов развития техники. Изд. 2–е испр. и доп. Красноярск. 1996.
  6. http://knauer.homeip.net/farm/tractor.jpg
  7. http://cgi.ebay.com/
  8. http://www.tayforth.co.uk/
  9. С "Урожаем" в любую погоду!
    http://www.urozhai.ru/eng/publications/weather.html
  10. ТТС–70, Железная лань. Изобретатель и рационализатор. 2004, № 1(649).
  11. Вездеход ТТС–70 на колесах сверхнизкого давления. ЗАО НПП «Топаз плюс».  http://pnevmohod.narod.ru/tts.htm.
  12. Наденьте гусеницы – нынче сыро. Изобретатель и рационализатор. 2003, № 3(639).
  1. Куляшов А. П., Колотилин В. Е. Экологичность движителей транспортно–технологических машин. М.: Машиностроение. 1993.
  2. Agriculture   Tracks vs. Wheels.
    http://www.finning.ca/industries/divisions/agriculture/trackswheels.asp
  3. Веселов Н. Б. Из истории вездеходостроения. Резино–пневматический гусеничный движитель. http://krpb.ru/index.php?id=museum21.
  4. Отраслевая научно–исследовательская лаборатория вездеходных машин. http://www.nntu.ru/RUS/fakyl/Amf/onilvm.htm
  5. Прокол, спустила... гусеница. http://www.offroad–drive.ru/index.php?link=155177.
  6. Снегоболотоход ТТМ–3902. ЗАО «Транспорт». http://www.innov.ru/rus/vvic/exhibition/tnp96/transport.htm
  7. ООО «АРКТИКА–М». http://www.boatprice.ru/show/ekranoplany/251.html
  8. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Зусман А. В., Филатов В. И. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев: Картя Молдовеняскэ. 1989.
  9. Tramline Farming Systems. Technical manual. Department of Agriculture Western Australia, GRDC project DAW 718. Bulletin 4607. Feb. 2004.
  10. http://www.mitchellfarm.com/show/tech/ctf.shtml
  11. Precision farming in the northern grains region. Soil compaction and controlled traffic farming. http://www2.dpi.qld.gov.au/fieldcrops/3166.html
  12. NT–CA’2005: Дубль второй. http://nt–ca.org.ua/information2.php
  13. Chamen W.C.T., Dowler  D., Leede P.R., Longstaff D.J. Design, operation and performance of a gantry system: experience in arable cropping. Journal of Agricultural Engineering Research 1994, 59: 45–60.
  14. http://www.controlledtrafficfarming.com/content/casestudy4.html
  15. Жуков Ю. Н. Автоматизированный мостовой агротехнический комплекс – АМАК. «Сеятели и хранители». Книга 2. М.: Современник. 1992.
  16. Жалнин Э. В., Муфтеев Р. С. История развития и перспективы внедрения мостового растениеводства. Тракторы и с.–х. машины. 2002, № 5. С. 23–30.
  17. Безрукий Л. П., Макеев Н. К. От серпа до комбайна. Мн.: Ураджай, 1984.
  18. Любомирский А. Л. Тренд «Точка – Линия – Плоскость – Объем». Доклады на конференции "MATRIZ Fest 2005", июль 2005.
  19. http://www.membrana.ru/articles/technic/2002/07/29/181600.html
  20. Giant spiderbot steps out. http://www.defensetech.org/archives/001436.html
  21. Giant spiderbot: not your average John Deere offering. http://www.engadget.com/
  22. Дирижабли–гиганты будут пожарными и садовниками. 24.06.2002. http://www.membrana.ru/articles/technic/2002/06/24/204200.html
  23. http://www.aerospace–technology.com/projects/skycat/skycat7.html
  24. Пономарев С. Дывлюсь я на небо. Газета «Сельская жизнь». 27.09.2001 (072). С. 4. http://www.slavneft.ru/cgi–bin/slavneft/main/lastnews.pl?id=590&type=2 
  25. Грюндеры и грюндерство. http://www.n–t.org/ri/og/gg1.pdf
  26. «Возмутитель татар за паровым плугом»: Макс Айт в Самарском крае. http://lifeart.narod.ru/nom16/p16–20.htm
  27. Иванов Г. И. О законе опережающего развития рабочего органа. Журнал ТРИЗ. т.3, № 3.3.92, «Ангарская Школа ТРИЗ» (Сквозной №7).
  28. Новые энергосберегающие технологии возделывания. http://www.techagro.ru/tech/19.asp
  29. Темчин Е. Бесплодное поле чудес. Почему не внедряются агротехнологии, способные вернуть России славу хлебной державы. Газета «Труд», №077, 26.04.2000. http://www.TRUD.ru/Arhiv/2000/04/26/200004260770101.htm
  30. No–till – шаг к идеальному земледелию. М.: Народное образование, 2006.
  31. Топливная горячка: кто поможет крестьянину? http://www.agrosoyuz.ua/smi/fuel?print=yes
  32. Фукуока М. Революция одной соломинки (Введение в натуральное земледелие). М. 1995.
  33. Минимум усилий во время посадки культур. http://www.ploskorez.ru/articles/articles011.htm
  34. Альтов Г. Изобретать? Это так просто! Это так сложно! Газета «Пионерская правда», 4.05.1976. С.4. http://www.altshuller.ru/school/school11.asp

ПОСЛЕСЛОВИЕ  КАФЕДРЫ  ПРОГНОЗОВ

По традициям  нашей  рубрики, всякий  интересный материал  мы  пытаемся  сопроводить  очень коротким  обсуждением,  чтобы  подчеркнуть  особенно  полезные  свойства  представленных  материалов.

Материал Александра  Ивановича  Скуратовича не исключение. Я  получил  большое удовольствие  от его  прочтения.

Пока  я  читал  этот  прекрасно оформленный  материал, на  меня  время  от времени наплывали ассоциации  и  образы  из  знакомых  мне  областей  техники.

Для  того, чтобы  подчеркнуть  психоэлевационную*  ценность  созданного  А.Скуратовичем  исследования  поделюсь  с  вами  этими  впечатлениями.

*когда  материал  исследования  сделан качественно, то есть  с  огромной  любовью, это всегда  чувствуется  читателем  и  рождает у  него  огромное  количество  весьма  полезных фантазий  на  инженерные  темы, без  чего не  бывает  инженерного  творчества  и соответственно  прорывных инсайтных решений.

Всё  развитие  технологий  по  щадящему  землепользованию: это и отказ от вспашки  и  борьба  за  уменьшение  давления  машин на  грунт  рождали у  меня   ассоциацию с … принтером.

В  самом  деле, почему  бы  нет? Принтер  делает ровно то же  самое, что делают  машины  с  огромными пролётами  между  колёсами (до 12 и более метров).

Изобретение  японского  дедушки  Масанобу Фукуока – делать глиняные  оболочки  для  семян  риса  привело  меня   в  совершенно неприличный  моему  возрасту  восторг. Я  просто  увидел  пневматический пулемёт «Вулкан» на  турели, который  планомерно  и точно  «строчит  по  полю»   как  тот же  самый  принтер, только  «умными  пулями».

Не удержусь от  цитирования, настолько  мне это кажется  интересным!

«…Пауль Пайпер из штата Техас, на основе 7,62 мм шестиствольного пулемета Mini Vulkan с вращающимся блоком стволов, разработал его пневматический аналог, стреляющий стальными шариками ВВ. Это уже второе поколение подобного оружия. Боевая скорострельность до 2000 выстрелов в минуту. Блок стволов вращается со скоростью 350 оборотов в минуту от электодвигателя, передающего крутящий момент через зубчатый ременной шкив и понижающий редуктор. Энергии аккумуляторной батареи хватает на несколько часов стрельбы.

Прототип пулемета Мини Вулкан

Подача пуль гравитационная из бункерного магазина емкостью 2000 шариков (это  ведь как  в нашей  отечественной сеялке !!! ЮД), снабженного прецезионным отсекающим устройством, использующим магниты и центробежную силу для подачи шарика к каждому стволу. В качестве рабочего тела используется углекислый газ. 200-граммовый баллон СО2 смонтирован внутри блока стволов. Пулемет снабжен отдельным дозирующим клапаном для каждого ствола, что позволяет избежать чрезмерного охлаждения стволов и дозаторов при высоком темпе стрельбы. Позади бункера с шариками ВВ, расположена рукоятка управления стрельбой со спусковой гашеткой. Для наводки в цель на пулемете установлен лазерный целеуказатель. Управляемость и устойчивость оружия при стрельбе очень хорошая. Предполагаемое время выпуска пулемета - начало 2000 года. Цена - 2000 долларов США…»

Школа  оружейных  конструкторов  в  нашей  стране, может быть,   лучшая  в  мире. Неужели оттуда  нельзя полезных  переносов  технологий  сделать по линии  конверсии?

Тут же  рождалась ассоциация   с  известной  многим  садоводам  любителям  технологией  посадки  моркови на  туалетной  бумаге. Тот,  кто сажал  морковь, а  я  делал  это в  прошлом  году  сам, «лично», впервые  в жизни J, знают какое  это трепетное и утомительное  занятие. И  народное  изобретение  нового применения  туалетной  бумаги, которое является  прямым  аналогом  «рулонных  газонов», как  нельзя  лучше  иллюстрирует  и принцип «предварительного действия»  из  классического  наследия  ТРИЗ и  конструкцию  той  же  пулемётной  ленты.

Представьте  себе,  что  группа  маленьких  и весьма  недорогих  «карликовых роботов»  раскатывает  нитки- ленты  с  семенами, которые  уже  вделаны  в  заранее  подготовленные  на  фабрике  капсулы  с  семенами, собранными  в такие  длинные- длинные  бусы.

Не нужно ездить по  полю  на  тяжёлом (или не  очень) тракторе. В  классической  ТРИЗ  даже  описан «закон вытеснения  человека  из  технической  системы», который  объясняет,  например,  сетования  многих наших крупных специалистов  по космонавтике, считающих,  что  развитие  должно было идти по  «беспилотному  пути».

Придут  ли маленькие  дешёвые  роботы  в  сельское  хозяйство? Это  вопрос скорее  «футурологических  конгрессов», чем  сегодняшнего практического  обсуждения. Но на  то  мы  и Кафедра  Прогнозов,  чтобы  «фантазировать»  в  соответствии   с известными  нам закономерностями развития  техники.

Техника  «не  любит  революций»  и я  пронимаю, почему  многие  разработки  из  внедорожной  техники  так  и не попали в  зону  решения сельскохозяйственных проблем  щадящего  землепользования.

Ни  пневомо- гусеничные  катки

Ни  шнекоходы  Грачёва не  нашли применений  в  сельском  хозяйстве.

Колёса, которые  разрабатывались  для  лунохода, у  которых  решалась такая  же  проблема,  как и в  гусеничной  технике – увеличить площадь контакта  и соответственно,   уменьшить  давление  на  грунт, тоже  никто  не  применял.

Для  меня это  как-то  интуитивно  понятно: почему? Потому  что  «секретность», потому  что  известно,  что  сопротивление новинке  тем  больше, чем  больше  новизны  содержит  машина.

Такая  экзотика  как   шагающие  машины  едва ли  легко  получит  распространение не  смотря на   рекордно низкие  показатели  давления на грунт, = 0.10 кг/см2. Если сравнить  с  таблицей, то это, согласитесь: впечатляет.

шагающая машина

В  завершение,  хочу  высказать   одну  гипотезу,  которая  пришла  мне  в  голову,  пока  я  читал материал.

Посмотрите, что получается…

Александр  Иванович  исследовал  сценарии развития  машин  и механизмов  в контексте  проблемы  «как  уменьшить  давление  на  грунт».

При этом,  у  людей  есть, была  и будет проблема  совершенно противоположной направленности: «как уплотнить  грунты  для  дорожных покрытий».

Возникает вопрос: можем ли мы  ожидать  сходства  сценариев  в  развитии  таких семейств, «прямой  проблемы»  и  «противоположной  по  смыслу»?

Первичное  ознакомление  с  темой «противоположной проблемы»  даёт в  результате  поиска  грунто-уплотнительные  машины. Сегодня, это, прежде  всего, – виброкатки.

bk24_1s_150

bk24_2s_150

увеличить

увеличить

Сходство  сценариев   видим, конечно,  в проявлении  такого  закона как: «преимущественное  развитие  рабочего органа». Он имеет  проявления  и  в  случае  сельскохозяйственной  проблемы  «НЕ  уплотнять  грунты», в  обзоре  автора примеров было предостаточно  и в  этом  случае, когда  нужно «уплотнять  грунты».

Следующее  сходство  я  вижу в том, что  у  машин  для  уплотнения  грунтов  есть  объединение  двух  видов  движения: вращательного  движения  колёс  и импульсного движения  силовозбудителей. У сегодняшних  российских (советских, скорее) машин,  которые используются   для дозированной доставки семян в почву, без вспашки,  тоже  используются  и вращательное  движение  и импульсное  в  укладывании  семян  в  почву  под действием  собственного веса.

Продолжу  своё  движение  к  формулированию  возникшей гипотезы.

Я  немного  поискал  новинки по  теме  «уплотнение  грунтов»  и нашёл  совсем  новую   технологию уплотнения  грунтов  методом  выпрессовывания.

Коротко,  суть такая:  для  того, чтобы  уплотнить  грунты  туда  добавляют  дополнительные  порции уже  спрессованного  грунта. Можно процитировать аннотацию  к  технологии: «..Разработанный способ уплотнения грунтов впрессированием основан на увеличении уплотнения грунта за счет впрессовывания дополнительных порций грунта в тот же объем уплотняемой массы за счет чего увеличивается в 12−14 раз прочность и модуль деформации грунта…»

Грубо говоря, в  одно «вещество», добавляем  то же  самое «вещество»,но  с другими  характеристиками плотности.

Рассуждение, которое  у меня  выстраивается,  выглядит так: в  «прямой  задаче», где  грунт надо уплотнять  добавляют вещество, а  в  обратной задаче,  возникает  желание  или «добавлять пустоту»  или  «удалять вещество».

Я  представляю  это  себе  так: едет  обычный  трактор  с  необычными колёсами.

В колее  такие  колёса  оставляют  «вырезанные  и удалённые  в  сторону»  кусочки  грунта. Созданные  «дырки» позволят потом  земле  самой   себя  залечить, затянуться. Ведь главное – не  создать  уплотнений… Подчеркну, что  это  только  образ, может быть, совсем  неправильный.

Я  не в  состоянии  оценить практические  достоинства  у  этой  скоропалительной  идеи, потому  что не  знаю  сельскохозяйственные  машины,  так  как  автор, но обязательно попрошу  Александра  Ивановича  подумать,  есть ли что-то  в этой  идее  полезного.

Ну  а теперь, собственно, гипотеза:

Мысль сопоставлять  прямые  и  противоположные   проблемы  мне  кажется  привлекательной и интересной. Действительно, есть   «очистка  поверхностей», например, те же  пылесосы  или  шлифовальные  машины, которые  не  отличишь по конструкции от  подметальных   машин  и  газонокосилок, и есть  «окраска  поверхностей», пневматические  конструкции  краскопультов, которые  по  принципу  действия  напоминают  те же  моющие  пылесосы.

То есть возникает предположение,  что  сценарии  «прямых»  и «противоположных»  по  предназначению машин  могут  быть очень и очень  схожими. И именно   в этих сценариях  можно искать  вполне  продуктивные  прогнозные  образы.

Приведу  ещё  несколько  примеров. Стирательная  резинка  повторила  сценарий  развития  цангового карандаша,  а  также  карандаша, у которого грифель выдвигается  выкручиванием. Сценарий  развития  модульных  карандашей повторился  и в  стирательных  резинках в  точно такой же  конструкции.

Подчеркну,  что я  говорю о  гипотезе, суть которой  сводится  к  простому  соображению: если я  изучаю  какую-то машину,  то прежде  я  всегда  просматривал  сценарии  прямых  аналогов. А, может  быть,  имеет  смысл  просматривать обязательно  сценарии  развития  машин  «противоположного предназначения»?

Не будет ли в  этом  действии какого-либо  нового  «методологического  преимущества»?

Вот  какие  интересные  мысли  дал  материал Александра  Ивановича  Скуратовича,  за  что  я  искренне  его благодарю.

Уверен, что  мы  ещё  не  один  раз  встретимся  с ним на  Кафедре  Прогнозов.

До следующего четверга,
с  уважением, ведущий  рубрики  КП
Юрий  Даниловский.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.


Главная    Кафедра прогнозов     Не давите, мужики! Не давите!.. (Обзор: как выращивать растения и не утаптывать почву?) (часть 3)